[发明专利]半导体发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及具有半导体层的半导体发光元件。

背景技术

至今，已经提出了具有在蓝宝石基板上层叠包括GaN的多个半导 体层的结构的半导体发光元件(例如专利文献1)。

另外，作为半导体发光元件的制造方法的一种，公知的是在蓝宝 石基板上将半导体层成膜后，使支撑基板与上述半导体层中与上述蓝 宝石基板相反侧部分接合，利用通过激光进行的加热剥离上述蓝宝石 基板的方法(例如请参照专利文献2)。图20表示用这种制造方法制造 的半导体发光元件的一个例子。该图所示的半导体发光元件X构成为 在形成有p侧电极91a的支撑基板91上，层叠有作为半导体层的p-GaN 层92、活性层93和n-GaN层94的结构。在n-GaN层94的上表面形 成有n侧电极94a。活性层93是用于放大通过从n-GaN层94注入的 电子和从p-GaN层92注入的空穴再结合发出的光的层，例如构成为多 重量子阱(Multiple Quantum Well：以下简略为MQW)构造。半导体发 光元件X构成为能够从n-GaN层94的上表面和n-GaN层94、活性层 93和p-GaN层92的侧面97射出光的构成。

专利文献1：日本特开平10-012916号公报

专利文献2：日本特开2003-168820号公报

但是，从n侧电极94a注入的电子，由于在n-GaN层94的厚度方 向的电位差而容易贯通n-GaN层94。因此，在n-GaN层94的端部附 近，不能够流通充分的电流。这样一来，在活性层93的整个区域中使 电子和空穴再结合比较困难。所以，在半导体发光元件X中，相对于 投入电力使其高效率地进行发光是困难的，阻碍了高亮度化。

另外，形成n-GaN层94、活性层93和p-GaN层92的GaN的折 射率约为2.5比较高。因此，与空气的临界角约为23°比较小。相对侧 面97的入射角比该临界角大的光被全发射，不射出到半导体发光元件 X外。所以，半导体发光元件X，在通过活性层93发出的光中能够适 当地射出的光的比例很小，阻碍了高亮度化。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，本发明的目的是提供通过增加发光 量，并且增加射出的光的比例，能够实现高亮度化的半导体发光元件。

根据本发明的第一方面提供的半导体发光元件，包括：基板；由 上述基板支撑的p型半导体层；配置在比上述p型半导体层更加离开 上述基板的位置上的n型半导体层；和配置在上述p型半导体层和上 述n型半导体层之间的活性层，其特征在于：在上述n型半导体层上 形成一侧的宽度与上述n型半导体层的一侧的宽度相同的矩形状的n 侧电极；上述n型半导体层的厚度t满足公式1的关系；在上述半导体 发光元件的沿层叠方向延伸的侧面上，形成多个凸部；当从上述活性 层发出的光的波长为λ，上述n型半导体层和上述p型半导体层的任一 个的折射率都为n时，上述凸部的底部宽度的平均宽度W_A为W_A≥λ/n，

[公式1]为

t≥ρJ0e4γκBT·W(L-W),]]>

其中，

L：与上述n型半导体层的一侧的宽度不同的另一侧的宽度

T：绝对温度

W：与上述n侧电极的一侧的宽度不同的另一侧的宽度

J₀：上述n侧电极和上述n型半导体层的接触部分中的电流密度

e：元电荷

γ：二极管的理想系数

κ_B：玻耳兹曼常数